Precauciones para usar pernos de material 304 y 316
304, 304L, 316 y 316L son materiales de acero inoxidable que se usan comúnmente en juntas de brida, que incluyen bridas, elementos de sellado y sujetadores.
304, 304L, 316 y 316L son designaciones de acero inoxidable estándar de material estadounidense (ANSI o ASTM) que pertenece a la serie 300 de aceros inoxidables austeníticos. Los grados correspondientes al estándar de material doméstico (GB/T) son 06CR19NI10 (304), 022CR19NI10 (304L), 06CR17NI12MO2 (316), 02CR17NI12MO2 (316L). Este tipo de acero inoxidable generalmente se conoce como acero inoxidable 18-8.
Ver Tabla 1. 304, 304L, 316 y 316L debido a la adición de elementos de aleación y la cantidad de diferentes, sus propiedades físicas, químicas y mecánicas también son diferentes, en comparación con el acero inoxidable ordinario, tienen una buena resistencia a la corrosión, resistencia al calor y al calor y Propiedades de procesamiento. La resistencia a la corrosión de 304L es similar a la de 304, pero debido a que el contenido de carbono de 304L es menor que el de 304, su resistencia a la corrosión intergranular es más fuerte. 316, 316L es molibdeno que contiene acero inoxidable, debido a la adición de elemento de molibdeno, por lo que su resistencia a la corrosión y resistencia al calor que 304, 304L es mejor. Del mismo modo, debido a que el contenido de carbono de 316L es más bajo que el de 316, su resistencia a la corrosión cristalina es mejor. La resistencia mecánica de los aceros inoxidables austeníticos 304, 304, 316 y 316L es baja, y la resistencia de rendimiento de 304 es de 205 mPa a temperatura ambiente, y 304L es de 170 mPa. La resistencia de rendimiento de 316 a temperatura ambiente es de 210MPa y la de 316L es de 200 mPa. Por lo tanto, los pernos hechos de ellos pertenecen a la clase de pernos de baja resistencia.
Tabla 1 Contenido de carbono, % de resistencia al rendimiento a temperatura ambiente, MPA recomendó la temperatura máxima de funcionamiento, ℃
304 ≤0.08 205 816
304L ≤0.03 170 538
316 ≤0.08 210 816
316L ≤0.03 200 538
(2) ¿Por qué la junta de brida no debe usar pernos de 304 y 316 materiales?
Como se mencionó anteriormente, la articulación de la brida se debe a la acción de presión interna para separar la superficie de sellado de las dos bridas, lo que hace que la tensión de la junta disminuya en consecuencia, y la segunda se debe a la relajación de fluencia de la junta a alta temperatura o al perno a sí misma causada por la fluencia de la relajación de la fuerza del perno, lo que también hace que la tensión de la junta disminuya y la falla de fuga de la articulación de la brida.
En la operación real, la relajación de la fuerza de pernos es inevitable, y la fuerza del perno del apriete inicial siempre cae con el tiempo. Especialmente en la articulación de la brida bajo condiciones de ciclo de alta temperatura e intensas, después de 10,000 horas de operación, la pérdida de carga del perno a menudo excede el 50%y disminuye con la continuación del tiempo y el aumento de la temperatura.
Cuando la brida y el perno son materiales diferentes, especialmente cuando la brida es de acero al carbono y el perno es de acero inoxidable, porque el coeficiente de expansión térmica del material del perno y la brida es diferente, como el coeficiente de expansión térmica de acero inoxidable a 50 ℃ ( 16.51 × 10-5 / ℃) es más grande que el coeficiente de expansión térmica del acero al carbono (11.12 × 10-5 / ℃), el dispositivo se calienta. Cuando la expansión de la brida es menor que la expansión del perno, después de la coordinación de la deformación, la reducción del alargamiento del perno provoca la relajación de la fuerza del perno, lo que puede conducir a la fuga de la articulación de la brida. Por lo tanto, cuando la articulación de la brida y la brida de la tubería de alta temperatura, especialmente el coeficiente de expansión térmica de la brida y el material del perno, el coeficiente de expansión térmica de los dos materiales es similar a la medida de lo posible.
Se puede ver desde (1) que la resistencia mecánica de acero inoxidable austenítico 304 y 316 es baja, y la resistencia de rendimiento de 304 a temperatura ambiente es de solo 205MPa, y la de 316 es de solo 210 MPa. Por lo tanto, para mejorar la capacidad de la anti-retratación del perno y el anti-fatiga, tomar medidas para mejorar la fuerza del perno de instalación, como la máxima fuerza de perno de instalación se discutirá en el foro posterior, el estrés por perno de instalación se requiere para llegar a El 70% de la resistencia al rendimiento del material del perno, por lo que es necesario mejorar la resistencia del material del perno, el uso de material de perno de acero de aleación de aleación de alta resistencia o media resistencia. Es fácil ver que, además del hierro fundido, las bridas no metálicas o las juntas de goma, para juntas semi-metal y de metal con grados de presión más altos o tensión de junta, 304, 316 tales pernos de material de baja longitud no pueden cumplir con los requisitos de sellado debido a la fuerza de perno insuficiente.
Lo que necesita atención especial aquí es que 304 y 316 tienen dos categorías en los Estados Unidos estándar de material de perno de acero inoxidable, a saber, B8 Cl.1 y B8 Cl.2 de 304 y B8M Cl.1 y B8M Cl.2 de 316. Cl. 1 se trata con solución sólida de carburo, mientras que Cl.2 se trata con fortalecimiento de la deformación además del tratamiento de solución sólida. Aunque no existe una diferencia fundamental entre B8 Cl.2 y B8 Cl.1 En la resistencia a la corrosión química, la resistencia mecánica de B8 Cl.2 mejora significativamente en comparación con B8 Cl.1, como la resistencia de rendimiento del perno B8 Cl.2 El material con un diámetro de 3/4 "es de 550 mPa. La resistencia de rendimiento de todos los diámetros de los materiales de perno B8CL.1 es de solo 205MPa, más del doble de la diferencia entre los dos. El estándar del material del perno doméstico 06CR19NI10 (304), 06CR17NI12MO2 (316 (316 ), y B8CL.1 y B8M CL.1 equivalente. [Nota: El material del perno S30408 en GB/T 150.3 "Vaso a presión Parte III El diseño" es equivalente a B8 Cl.2; S31608 es equivalente a B8M Cl.1.
En vista de las razones anteriores, las regulaciones técnicas de GB/ T 150.3 y GB/ T38343 "para la instalación de la junta de brida" estipulan que los pernos de material 304 (B8 Cl.1) y 316 (B8M Cl.1) para el equipo de presión y tubería No se recomiendan bridas, especialmente en condiciones de ciclo de alta temperatura e intensa. B8 Cl.2 (S30408) y B8M Cl.2 deben reemplazarse para evitar fuerzas de perno de montaje bajas.
Vale la pena señalar que cuando se usan materiales de perno de baja resistencia como 304 y 316, incluso en la etapa de instalación, el perno puede exceder la resistencia de rendimiento del material o incluso la rotura debido a la ausencia de control de par. Naturalmente, si hay una fuga en la prueba de presión o en el inicio de la operación, incluso si el perno continúa apretándose, la fuerza del perno no aumentará y la fuga no se puede evitar. Además, estos pernos no se pueden reutilizar después de la extracción, porque los pernos han producido una deformación permanente, el tamaño de la sección del perno se vuelve más pequeño y luego la instalación es fácil de romper.
